Виды барьеров и их классификация

На каждом биогеохимическом барьере задерживается определенная ассоциация химических элементов, а другие химические элементы, напротив, мигрируют. Состав и количество удерживаемых элементов зависят от содержания и состава гумуса, кислотно-щелочных и окислительно-восстановительных условий, сорбционной способности, интенсивности биологического поглощения. Оценка этих количественных показателей лежит в основе выделения ландшафтно-геохимических барьеров.

Некоторые исследователи [3] предлагают техногенные биогеохимические барьеры подразделять на две группы: нейтрализационные (осадительные) и поглотительные.

Нейтрализационные барьеры необходимо создавать для изменения миграционных форм техногенных потоков, меняя в них кислотно-щелочные условия и переводя загрязняющие вещества в менее подвижные или нерастворимые формы. Например, такие барьеры могут использоваться при загрязнении атмосферного типа кислотными осадками. Поглотительные барьеры могут работать, используя механизмы физико-химической или «биологической» сорбции, то есть поглощения химических веществ растениями в процессе их жизнедеятельности. Введение биологического элемента приближает техногенные геохимические барьеры к естественным, и, как было показано выше, в этом случае барьер становится биогеохимическим. Такие барьеры могут использоваться при любом загрязнении, но особенно он эффективен при грунтовом загрязнении.

Для решения задач создания геохимических барьеров в условиях агроландшафтов, по-видимому, целесообразно уточнить их классификацию. В этом случае барьеры можно разделить на контурные (линейные) и площадные (пространственные), с одной стороны, а с другой, на статические (неуправляемые) и динамические (управляемые), барьерные свойства которых можно поддерживать только при оптимальном управлении их водным, тепловым и химическим режимами (это особенно важно при создании биогеохимических барьеров).

В качестве естественных барьеров могут быть такие природные объекты агроландшафта, как заболоченный луг, замкнутый водоем, болото, кустарники, леса, почвенные слои и др. Вместе с тем, для повышения эффективности их работы необходимы специальные инженерные сооружения и мероприятия, которые подведут загрязненные воды к биологическим концентраторам (в первую очередь, это растения), удержат растворы необходимое время в контакте с корневой системой и отведут излишки очищенных вод. Наиболее распространенным естественным биогеохимическим барьером является почвенно-грунтовая толща. Эффективность ее работы как барьера определяется поглощающей способностью в отношении задерживаемых элементов и зависит от свойств почво-грунта, состава загрязнителей и гидротермического режима [1].

Слой почвогрунта между грунтовыми водами и почвенным слоем может служить динамическим биогеохимическим барьером. Поддерживая в нем режим равновесного водообмена, можно удерживать биогенные вещества в системе: грунтовые воды – почвенный слой – растение. При равенстве восходящего и нисходящих потоков влаги за отдельные периоды создаются наилучшие условия для развития растений. При таком режиме несвязанные биогены включаются в биологический цикл или находятся в динамическом равновесии в системе грунтовые воды – корнеобитаемый слой почвы и не выходят за пределы этой системы, исключая случаи выпадения обильных осадков.